KR100725645B1 - Rotor structure of side feeding type external pump for lpg - Google Patents

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강건용
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한국기계연구원
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Abstract

A rotor structure of a side feeding type external LPG pump is provided to suppress generation of cavitations by cooling the rotor using LPG fuel flowing through one or both side surfaces of the rotor. A rotor structure of a side feeding type external LPG pump includes a motor part(120), and a circulation chamber(110). The motor part accommodates a motor. The circulation chamber circulates LPG fuel using a rotational force provided by the motor. A rotor and a roller are disposed in a cylinder(144). A first plate(141) and a second plate(145) are disposed on and under the cylinder. The LPG fuel is sucked through a suction port(112) in a tangential direction of the rotor and discharged through a discharge port(113). Grooves are formed at one or both surfaces of the rotor. The grooves include a first groove having a straight shape, and a second groove having a fan shape.

Description

측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조{Rotor structure of side feeding type external pump for LPG} Rotor structure of side feeding type external pump for LPG}

도 1은 본 발명의 외장형 펌프의 분리 사시도,1 is an exploded perspective view of an external pump of the present invention;

도 2는 본 발명의 로터에 대한 확대 사시도,2 is an enlarged perspective view of the rotor of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1플레이트 및 제2플레이트에 대한 요부 단면도이다.3 is a cross-sectional view of main parts of the first plate and the second plate of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 이송챔버 111 : 공간부110: transfer chamber 111: space

112 : 흡입구 113 : 토출구112: suction port 113: discharge port

R : 로터 R10 : 회전축 관통공R: Rotor R10: Rotary shaft through hole

R20 : 요홈부 R21 : 제1요홈부R20: Groove R21: First groove

R22 : 제2요홈부 141 : 제1플레이트R22: second groove portion 141: first plate

145 : 제2플레이트 120 : 모터부145: second plate 120: motor portion

본 발명은 측류방식 엘피지용 외장형 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작동유체를 이송하는 로터상에 요홈부를 형성한 후 상기 요홈부에 작동유체가 경유하게 하여 냉각을 하게 되는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an external type pump for side flow type LLP, and more particularly, an external type pump for side flow type LLP which forms cooling grooves on a rotor for transporting a working fluid, and then cools the working fluid via the working fluid. Of the rotor structure.

일반적으로 펌프라고 하는 것은 에너지를 투입하여 유체를 이송시키는 장치를 말하는 것으로서 통상 날개차의 회전에 의해 유체에 운동에너지를 공급하는 터보펌프와 공간용적을 주기적으로 변화시켜 유체를 흡입, 배출시켜 이송하는 용적형 펌프와 기타 다른 방식에 의한 특수형 펌프로 나누어진다.In general, a pump refers to a device that transfers fluid by inputting energy. A turbo pump that supplies kinetic energy to the fluid by rotation of a vane and a space that periodically changes the space to inhale and discharge the fluid are transported. It is divided into volumetric pumps and special pumps by other means.

상술한 바와 같은 펌프중 용적형 펌프가 사용유량은 적지만 유압이 매우 높아 자동차의 연료 펌프로서 사용되고 있다. Among the pumps described above, the volumetric pump is used as a fuel pump of an automobile because of its low flow rate but very high hydraulic pressure.

근래에는 환경친화적인 연료인 엘피지를 자동차 연료로서 사용하기 위한 액상 엘피지 분사(LPLI : Liquid Phase LPG Injection)방식이 사용되고 있는데 종래에는 상기 액상 엘피지 분사를 위해 연료탱크내에 상기 펌프를 장착하는 내장형 펌프가 사용되고 있었다. 그러나 상기 내장형 펌프의 경우 고장이 생기는 경우 연료탱크와 동시에 교체해야하는 문제가 있어 최근에는 연료라인에 펌프를 설치하는 외장형 연료펌프가 제시되고 있다.In recent years, liquid phase LPG injection (LPLI) has been used for the use of environmentally friendly fuel, such as LPG as an automobile fuel. there was. However, in the case of the built-in pump, there is a problem that must be replaced at the same time as the fuel tank when a failure occurs, and in recent years, an external fuel pump for installing a pump in a fuel line has been proposed.

그러나, 상기 외장형 연료펌프의 경우 연료의 흡입방향과 펌프의 회전방향이 직교하는 관계이다. 즉 연료의 흡입방향이 수평방향이라면 펌프의 회전방향은 상기 흡입방향에 수직하여 회전하게 되어 흡입시 유동저항이 발생하여 결과적으로 흡입효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the case of the external fuel pump, the suction direction of the fuel and the rotation direction of the pump are orthogonal to each other. That is, if the suction direction of the fuel is a horizontal direction, the rotation direction of the pump is rotated perpendicular to the suction direction, there is a problem that the flow resistance during inhalation resulting in a decrease in suction efficiency.

이러한 문제를 해결하기 위해 연료의 흡입 또는 토출되는 방향이 펌프의 회전방향에 접하게 되는 측류방식의 펌프가 제시되고 있다.In order to solve this problem, a side flow pump has been proposed in which a direction of intake or discharge of fuel is in contact with a rotation direction of the pump.

그러나, 이러한 측류방식의 외장형 연료펌프의 경우 상기 펌프 내부에서 발생하는 마찰열 즉 로터와 상기 로터에 배치되는 롤러사이의 운동에 의해 작동유체가 이송되는데, 상기 운동에 의한 마찰열에 의해 상기 작동유체 즉 엘피지 연료의 온도가 상승하게 된다.However, in the side type external fuel pump, the working fluid is transferred by frictional heat generated inside the pump, that is, the motion between the rotor and the rollers disposed on the rotor. The temperature of the fuel rises.

이와 같이 마찰열에 의해 온도가 상승되는 경우 상기 엘피지 연료와 같이 점도가 낮고 저포화증기압을 특성을 가지는 연료에는 캐비테이션이 발생하는 경우가 있다. As such, when the temperature is increased by frictional heat, cavitation may occur in a fuel having a low viscosity and low vapor pressure characteristic, such as the LLP fuel.

상기 캐비테이션이라고 하는 것은 특정 유동 지점에 발생하는 공동현상(空洞現像)을 일컫는데, 상술한 바와 같은 온도 상승에 의해 발생되는 캐비테이션이 펌프에 유입되는 경우 상기 펌프로부터 토출되는 연료의 토출량이 불규칙해지고, 이에 의해 엔진의 부조현상이 발생하는 문제점이 있었다.The cavitation refers to a cavity phenomenon occurring at a specific flow point. When the cavitation generated by the temperature rise as described above enters the pump, the discharge amount of the fuel discharged from the pump becomes irregular. Thereby, there was a problem that the relief of the engine occurs.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 작동유체를 이송하기 위한 로터의 일측면 또는 양측면에 엘피지 연료가 유동하게 함에 의해 상기 로터를 냉각하여 캐비테이션 발생을 억제할 수 있는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, by allowing the LLP fuel to flow on one side or both sides of the rotor for transporting the working fluid to cool the rotor by the side flow type for the external pump for lp The purpose is to provide.

상술한 목적은 모터가 내장되어 회전력을 공급하는 모터부와, 상기 모터에 의해 회전하여 엘피지 연료를 이송하는 것으로서 그 일 측면 또는 양 측면에 상기 엘피지 연료가 유동할 수 있는 요홈부가 형성되는 로터가 포함되는 이송 챔버로 구성되는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조에 의해 달성될 수 있다.The above-described object includes a motor unit in which a motor is embedded to supply rotational force, and a rotor which rotates by the motor to transfer the lpage fuel and has a recess in which one or both sides of the plunger fuel flows. It can be achieved by the rotor structure of the external type pump for side flow type LLP consisting of a transfer chamber.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the configuration of the present invention.

본 발명은 상술한 바와 같이 작동유체를 이송하기 위한 로터의 일측면 또는 양측면에 엘피지 연료가 유동하게 함에 의해 상기 로터를 냉각하여 캐비테이션의 발생을 억제하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to an external type pump for side flow type elbow which suppresses the occurrence of cavitation by cooling the rotor by allowing the LLP fuel to flow on one side or both sides of the rotor for transferring the working fluid as described above.

일반적으로 측류방식 펌프라고 하는 것은 도 1에서 도시된 바와 같이 모터(도시되지 않음)가 내장된 모터부(120)와 상기 모터에 의해 공급되는 회전력을 이용하여 작동유체 즉 본 발명에서 엘피지 연료를 이송하는 이송 챔버(110)로 구성된다. 이때 상기 이송 챔버(110)에 형성되는 공간부(111)에 배치되는 것으로서, 로터(R)와 롤러(142)가 실린더(144)내에 배치된 후 상기 실린더(144)상하에 각각 제1플레이트(141)와 제2플레이트(145)가 배치된다. 이러한 구성에 의해 작동유체가 흡입 토출되는데 그 방향이 상기 로터(R)의 회전방향에 접하게 되는 것이다. 즉, 상기 로터(R)의 회전방향에 접하는 방향으로 흡입구(112)를 통해 흡입된 후 공간용적의 변화(등록특허 제505821호 참조)에 의해 토출구(113)를 통해 토출되며 그 방향 또한 상기 로터(R)의 회전방향에 접하게 되는 것이다. 이러한 측류방식의 펌프에서 작동유체를 상술한 바와 같이 엘피지 연료를 사용하는 경우 온도상승에 따른 캐비테이션 발생등의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 상기 로터(R)에 상기 엘피지 연료가 유동하게 하여 냉각을 하게 되는 것이다.In general, the side flow pump is a motor unit (not shown) as shown in Figure 1 by using the motor unit 120 and the rotational force supplied by the motor to transfer the working fluid, that is, the LLP fuel in the present invention It is composed of a transfer chamber 110. In this case, the rotor R and the roller 142 are disposed in the space 111 formed in the transfer chamber 110, and the first plate (above and below the cylinder 144) is disposed in the cylinder 144. 141 and the second plate 145 are disposed. By this configuration, the working fluid is sucked and discharged, the direction of which is in contact with the rotation direction of the rotor (R). That is, after being sucked through the suction port 112 in a direction in contact with the rotation direction of the rotor (R), it is discharged through the discharge port 113 by the change of the space volume (see Patent No. 508281) and the direction is also the rotor It is in contact with the rotation direction of (R). In the present invention, in order to solve problems such as the occurrence of cavitation due to temperature rise when the working fluid is used as the above-mentioned pump in the side flow type pump, in order to cool the liquid by allowing the Elbow fuel to flow in the rotor (R). Will be done.

즉 본 발명에서 로터(R)는 일 측면 또는 양 측면에 엘피지 연료가 유동하게 하기 위해 요홈부(R20)를 형성한 것으로서 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.That is, in the present invention, the rotor (R) is formed in the groove portion (R20) in order to allow the LLP fuel to flow on one side or both sides will be described in detail with reference to FIG.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 요홈부(R20)는 상기 로터(R)의 중앙부에 형성되어 모터의 회전축(121)이 삽입되기 위한 회전축 관통공(R10)으로부터 형성되는 한편 그 형상은 직선형상인 제1요홈부(R21)와, 상기 제1요홈부(R21)에서 연장되어 형성되는 것으로서 부채꼴의 형상인 제2요홈부(R22)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the recess R20 is formed at the center of the rotor R and is formed from the rotation shaft through hole R10 through which the rotation shaft 121 of the motor is inserted, while the shape thereof is linear. The first groove part R21 and the second groove part R22 extending from the first groove part R21 are formed in a fan shape.

이러한 형상을 가지는 요홈부(R20)에 의해 엘피지 연료가 유동하게 되어 그 결과 상기 로터(R)가 냉각되는 것이다.By the groove portion R20 having such a shape, the LLP fuel flows, and as a result, the rotor R is cooled.

한편 상술한 바와 같이 상기 로터(R)는 롤러(142)와 함께 실린더(144)에 수용되고, 상기 실린더(144) 상하측에 제1플레이트(141)와 제2플레이트(145)가 배치된다. 이러한 구성에 의해 상기 로터(R)와 롤러(142)가 상기 실린더(144) 내부에서 회전하게 되고 상기 제1플레이트(141)와 제2플레이트(145)에 의해 상기 엘지피 연료가 흡입 토출되게 되는데, 이하 도 1을 다시 참조하여 상기 제1플레이트(141)와 제2플레이트(145)에 대해 설명하기로 한다.Meanwhile, as described above, the rotor R is accommodated in the cylinder 144 together with the roller 142, and the first plate 141 and the second plate 145 are disposed above and below the cylinder 144. By this configuration, the rotor R and the roller 142 are rotated in the cylinder 144 and the LP fuel is sucked and discharged by the first plate 141 and the second plate 145. Hereinafter, the first plate 141 and the second plate 145 will be described with reference to FIG. 1 again.

상기 제1플레이트(141)와 제2플레이트(145)는 유사한 형상으로서 원판형상의 평탄부(141a,145a)상에 돌출부(141b,145b)가 돌출된다. 상기 돌출부(141b,145b)는 상기 평탄부(141a,145a)의 중앙부에는 원형이나 측면은 부채꼴형상으로 돌출되는 형상이다. 다만 제2플레이트(145)중앙에는 모터로부터 연장되어 설치되는 회전축(121)이 관통되기 위한 회전축 관통공(145c)이 형성되는 것이 상이한 점이다.The first plate 141 and the second plate 145 have a similar shape, and protrusions 141b and 145b protrude from the flat portions 141a and 145a in the shape of disks. The protrusions 141b and 145b may have a circular shape or a side surface protruding into a fan shape at the center of the flat portions 141a and 145a. However, the central point of the second plate 145 is that the rotating shaft through-hole 145c for penetrating the rotating shaft 121 extending from the motor is formed.

이상 상술한 바와 같은 구성에 의해 엘피지 연료가 이송되는데 이에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.The LLP fuel is transferred by the above-described configuration, which will be described in detail with reference to FIG. 3.

상기 도 3은 제1플레이트(141)와 실린더(144) 그리고 제2플레이트(145)가 조 립된 상태로서 내부의 엘피지 연료의 유동을 명료하게 표시하기 위해 상기 실린더(144)내에 장착되는 로터(R) 및 롤러(142)의 구성은 생략하였다.3 is a rotor R mounted in the cylinder 144 to clearly display the flow of the LLP fuel therein, with the first plate 141, the cylinder 144, and the second plate 145 assembled together. ) And the roller 142 are omitted.

상기 로터(R)와 롤러(142)의 선회운동에 의해 엘피지 연료가 제1플레이트(141)의 평탄부(141a)와 실린더(144)사이 그리고 제2플레이트(145)의 평탄부(145a)와 실린더(144)사이의 일측에 형성되는 흡입 간극(I)을 통해 흡입되고 상기 흡입 간극(I)의 반대측에 형상되는 토출 간극(O)으로 토출된다. 상술한 바와 같이 흡입 간극(I)에서 토출 간극(O)으로 유동할때 상술한 로터의 요홈부에 상기 엘피지 연료가 유동하게 되고 이에 의해 상기 로터(R)가 냉각되는 것이다.By the rotational movement of the rotor (R) and the roller 142, the LLP fuel is between the flat portion 141a of the first plate 141 and the cylinder 144, and the flat portion 145a of the second plate 145 and It is sucked through the suction gap I formed at one side between the cylinders 144 and discharged to the discharge gap O which is formed on the opposite side of the suction gap I. As described above, when flowing from the suction gap I to the discharge gap O, the LLP fuel flows in the recess portion of the rotor as described above, thereby cooling the rotor R.

한편 상기 로터(R)는 상술한 제1플레이트(141) 및 제2플레이트(142)와 접촉하며 회전하는 관계로 마멸이 되는 경우가 많다. 이를 방지하기 위해 상기 로터(R)에 세라믹 코팅을 하여 경도를 향상시키는 것도 바람직하다. On the other hand, the rotor R is often in contact with the first plate 141 and the second plate 142 described above to rotate and wear. In order to prevent this, it is also preferable to improve the hardness by applying a ceramic coating on the rotor (R).

이상 살펴본 바와 같이 종래에는 로터의 회전시 마찰로 인한 온도상승현상에 의해 엘피지 연료가 기화되어 캐비테이션이 발생하는 등의 문제점이 있었으나, As described above, in the related art, there is a problem in that the levitation fuel is vaporized due to temperature rise due to friction during rotation of the rotor, and cavitation occurs.

본 발명에 따른 로터의 경우 상기 로터에 형성되는 요홈부에 의해 엘피지 연료가 유동하게 되고 이에 의해 상기 로터가 냉각이 되어 상기 엘피지 연료의 캐비테이션의 발생을 억제하는 효과가 있다.In the case of the rotor according to the present invention, the levitation fuel is flowed by the recess formed in the rotor, whereby the rotor is cooled, and thus there is an effect of suppressing the occurrence of cavitation of the lpgi fuel.

Claims (5)

내장된 모터에 의해 회전력을 공급하는 모터부(120)와, 상기 모터부(120)에 의해 로터(R)가 회전하여 엘피지 연료를 엔진측으로 이송하는 이송 챔버(110)로 구성되는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프에 있어서,For the side flow type ellipse consisting of a motor unit 120 for supplying rotational force by the built-in motor, and a transfer chamber 110 for rotating the rotor (R) by the motor unit 120 to transfer the fuel oil to the engine side. In an external pump, 상기 로터(R)의 일 측면 또는 양 측면에 상기 엘피지 연료가 흐를 수 있게 요홈부(R20)가 형성되고, 상기 로터(R)는 경도향상을 위해 세라믹 코팅이 되어있는 것을 특징으로 하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조.The groove portion R20 is formed on one side or both sides of the rotor R to allow the LPI fuel to flow, and the rotor R has a ceramic coating for improving hardness. Rotor structure of external pump for use. 내장된 모터에 의해 회전력을 공급하는 모터부(120)와, Motor unit 120 for supplying rotational force by the built-in motor, 상기 모터부(120)에 의해 회전하며 엘피지 연료를 엔진측으로 이송하는 로터(R)와, 상기 로터(R)에 배치되어 회전하는 롤러(142)와, 상기 로터(R) 및 롤러(142)를 수용하는 실린더(144)와, 상기 실린더(144)의 상하에 배치되어 상기 엘피지 연료의 유동경로를 제공하는 제1플레이트(141) 및 제2플레이트(145)를 포함하는 이송 챔버(110)로 구성되는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프에 있어서,Rotor (R) for rotation by the motor unit 120 and to transfer the Elpji fuel to the engine side, a roller 142 disposed on the rotor (R) to rotate, and the rotor (R) and the roller (142) And a transfer chamber 110 including a cylinder 144 for receiving and a first plate 141 and a second plate 145 disposed above and below the cylinder 144 to provide a flow path of the LLP fuel. In the external type pump for side flow type which is 상기 로터(R)의 일 측면 또는 양 측면에 상기 엘피지 연료가 흐를 수 있게 요홈부(R20)가 형성되는 것을 특징으로 하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조.Rotor structure of the external type external pump for side flow type LLP, characterized in that the groove portion (R20) is formed on one side or both sides of the rotor (R) so that the LLP fuel can flow. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 요홈부(R20)는 상기 모터의 회전축(121)이 삽입되는 회전축 관통공(R10)에서 직선 형상으로 연장되어 형성되는 제1요홈부(R21)와, 상기 제1요홈부(R21)에서 연장되는 한편 부채꼴 형상으로 형성되는 제2요홈부(R22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조.The groove portion R20 extends from the first groove portion R21 and a first groove portion R21 extending in a linear shape from the rotary shaft through hole R10 into which the rotary shaft 121 of the motor is inserted. Meanwhile, the rotor structure of the external type pump for side flow type LLP, comprising a second recess R22 formed in a fan shape. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1플레이트(141)는 상기 실린더(144)의 상부측에 배치되는 것으로서, 원판형상의 평탄부(141a)와, 상기 평탄부(141a) 중앙에 원형으로 형성되는 한편 양측에는 부채꼴형상으로 돌출되는 돌출부(141b)가 형성되고,The first plate 141 is disposed on the upper side of the cylinder 144, and is formed in a circular flat portion 141a and a circular shape in the center of the flat portion 141a while protruding in a fan shape on both sides. Protruding portion 141b is formed, 상기 제2플레이트(145)는 상기 실린더(144)의 하부측에 배치되는 것으로서, 원판형상의 평탄부(145a)와, 상기 평탄부(145a) 중앙에 원형으로 형성되는 한편 양측에는 부채꼴형상으로 돌출되는 돌출부(145b)와, 상기 돌출부(145b) 중앙에 상기 모터의 회전축(121)이 관통되기 위한 관통공(145c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조.The second plate 145 is disposed on the lower side of the cylinder 144, and is formed in a circular flat portion 145a and a circular shape at the center of the flat portion 145a while protruding in a fan shape on both sides. Rotor structure of the external type pump for side flow type LPG, characterized in that the protrusion 145b and a through hole 145c for penetrating the rotating shaft 121 of the motor in the center of the protrusion 145b. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 로터(R)는 경도향상을 위해 세라믹 코팅이 되어있는 것을 특징으로 하는 측류방식 엘피지용 외장형 펌프의 로터 구조.The rotor (R) is a rotor structure of the external type pump for side flow type LLP, characterized in that the ceramic coating for improving the hardness.
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